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臭氧洞对地球生态环境的影响

臭氧空洞损害植物

  地球上的臭氧层出现了空洞,来自外部空间的紫外线照射进来,这使人增加了患皮肤癌和其它疾病的机会。现在新的研究显示,过高的紫外线辐射也会损害植物和庄稼。我们知道植物的生长需要阳光,但它们也依赖臭氧层以及自身遗传下来的遮蔽阳光的能力,来保护自己不会被阳光灼伤。

  美国斯坦福大学佛吉尼亚·沃尔波特博士发现,过分的紫外线照射会损坏玉米的遗传物质,也就是 DNA。植物本身所具有的遮蔽阳光的能力可以很好地保护自己,紫外线照射不会使它受到生理性的损害,也不会产生基因突变的效果。但当技术人员用比通常阳光更多的紫外线去对玉米加以辐射时,玉米的基因就可能发生突变,也就是改变 DNA 的排列顺序。沃尔波特博士说,过多的紫外线照射使玉米叶子上和颗粒上出现红点,这表明玉米的基因可能出现了问题,发生了突变。其中一种突变意味着植物的后代会失去基因自我遮蔽阳光的能力,这些后代一旦受到紫外线辐射就会死亡。研究结果表明,植物仅仅有足够的遮蔽阳光的色素,但一旦它们受到过度的紫外线照射,可能就无法应付了。

  沃尔波特博士认为,从短期来看农民还不必担心,因为受到紫外线照射的较弱的植物会在地里死去,适应力更强的植物会生存下来。到底紫外线对玉米的辐射从长远看会产生什么样的影响现在还不清楚。作为生物学家我们可以推断生物体对它们赖以生存的典型环境具有很好的适应力。但环境的迅速变化,从南美及澳大利亚农业区臭氧层空洞的出现,会给生物体带来点点滴滴积累性的破坏。这种破坏所造成的后果比我们在实验室里预测的要严重得多。植物的培育者和农民可以采取一些措施来防止农作物受到紫外线破坏的影响。比如,在种植时只用那些健壮的颗粒作为种子。

  联合国食品及农业组织库尼曼认为,现在就应该着手研究臭氧层受到破坏给农作物带来的长久性影响。他说,这种影响是难预测的,由于人类的活动以前所未有的速度改变着地球的环境,而我们又无法阻止它的变化。需要加强研究工作,进一步搞清楚,臭氧层的破坏会带来什么样的后果。

紫外线能导致白内障

  黄种人和黑种人由于皮肤外层较能吸收或扩散大量紫外线,使到达皮肤内层细胞的紫外线量减少,因此比缺乏黑色素的白人较不易罹患皮肤癌。但是紫外线对人类眼晴的伤害与人种无关。

  眼晴在强烈紫外线照射下,会使透明的角膜混浊,引起角膜炎,或是造成结膜充血的结膜炎,最严重的则是白内障。白内障的病因是水晶体发生混浊,使视力逐渐衰退,虽然不会产生疼痛,但严重时仍有失明之虞。经动物实验证明,不仅强烈紫外线照射会引起白内障,即便是普通强度的紫外线,若是一再反复照射,亦会渐渐发生白内障。据估计,大气总臭氧量若减少10%,全世界将产生160~175万名新白内障患者。

  除此之外,紫外线还会破坏免疫系统,减弱人体对病毒和病原菌的抵抗力,使更容易罹患如疹等传染性疾病。

  既然紫外线会影响人体健康,自然也会影响其它生物。紫外线之所以会损害皮肤、眼晴及免疫系统,是因为紫外线能破坏人体内的蛋白质和核酸,由于核酸和蛋白质是所有生物细胞组成不可或缺的要素,因此紫外线的增加,对整个地球生态系都会有严重影响。

  由加州大学圣塔芭芭拉分校的海洋生物学家裴泽林(Barbara Prezelin),以及地理学家史密斯(Raymond Smith)所率领的一组研究人员,曾以6星期的时间,在南极半岛外的百令豪生海(Bellingshausen Sea)进行追踪调查,以评估臭氧洞对该海域生态的影响。

  他们发现,由于臭氧洞有季节性消长的现象,因此穿透大气照射到海面的UV-B,也会随之而有强弱变化。影响所及,在臭氧洞涵盖范围之内海域生活的浮游植物(phytoplankton),光合作用速率将降低约6~12%。由于浮游植物生长趋缓,将造成食物链中断的危机。此外,光合速率降低亦表示二气化碳吸收量会减少,使地球温室效应恶化。

  美国马里兰大学曾经针对200种农作物进行研究,在温室内观察紫外线照射的影响,结果发现约有三分之二的种类,会有生长迟缓的反应。同时,该校的科学家也曾在大豆田中安装紫外线灯,以连续6年的时间追踪观察,结果发现UV-B会使大豆的成长迟滞,因而减少收获量。其它研究机构的实验也证实,西红柿、玉米、莴苣、豌豆、棉花等作物,在紫外线的照射下,都会产生类似生长迟缓的现象。

  由于紫外线会改变植物体内的化学变化,因此不仅农作物的生长受到影响,与植物关系密切的昆虫和草食动物都将遭到波及。甚至森林中枯枝枯叶形成的腐殖质,成分都会有所改变。臭氧洞如此牵一发而动全身的影响,势将危及整个地球生态环境的平衡。

臭氧洞对我国的影响

  虽然紫外线照射量增大,对西藏野生动植物的影响程度,目前还未有准确的定量和定性。但生物学家多年来的野外观察,证明藏北羌塘地区的雪线上升了近 100 至 150 米,这可能影响到这定地区动植物的分布,造成一些生活在雪线附近的藏羚羊、雪豹、野牦牛等动物分布区域的改变和栖息、繁殖的面积减少或加大以及食性与活动规律的改变,同时改变动物的繁衍生存条件。

  紫外线大量入侵,使西藏高原的冰川消融量有增大趋势,造成蒸发量增大,降雨量增多,河流水量在汛期猛增,部分地区水土流失严重。同时也造成高原湖泊水位下降,并导致河谷开阔带、湖周围及宽缓洼地中形成面积不等、程度不同的土地沙漠化。

  值得庆幸的是,目前西藏高原大部分地区生态环境仍处于自然状态,并得到较好的保护。其中 1500 多个大小湖泊,大多仍处于原生状态。这里森林面积达 717 万公顷,草场面积 13000 万公顷。目前,西藏已建成 13 个省级以上的自然保护区,保护区内有 39 种野生植物和 125 种野生动物被国家列为重点保护的对象。此外这里几乎没有工业污染。   国际社会目前已注意到,全球人类制造出的各种气体对臭氧层的继续损耗,已间接地给西藏当地居民生活造成的危害问题。联合国蒙特利尔议定书基金执委会等多个国际环境保护组织最近已就因臭氧层破坏给青藏高原带来的损失进行调查。

摘自:大自然网



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